专题07 碰撞与动量守恒
核心考点
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考纲要求
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动量、动量定理、动量守恒定律及其应用
弹性碰撞和非弹性碰撞
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Ⅱ
Ⅰ
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考点1 碰撞模型
1.碰撞的特点
(1)作用时间极短,内力远大于外力,总动量总是守恒的。
(2)碰撞过程中,总动能不增。因为没有其他形式的能量转化为动能。
(3)碰撞过程中,当两物体碰后速度相等时,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失最大。
(4)碰撞过程中,两物体产生的位移可忽略。
2.碰撞的种类及遵从的规律
种类
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遵从的规律
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弹性碰撞
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动量守恒,机械能守恒
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非弹性碰撞
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动量守恒,机械能有损失
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完全非弹性碰撞
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动量守恒,机械能损失最大
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3.关于弹性碰撞的分析
两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
在光滑的水平面上,质量为m1的钢球沿一条直线以速度v0与静止在水平面上的质量为m2的钢球发生弹性碰撞,碰后的速度分别是v1、v2
①
②
由①②可得: ③
④
利用③式和④式,可讨论以下五种特殊情况:
a.当 时, , ,两钢球沿原方向原方向运动;
b.当 时, , ,质量较小的钢球被反弹,质量较大的钢球向前运动;
c.当 时, , ,两钢球交换速度。
d.当 时, , ,m1很小时,几乎以原速率被反弹回来,而质量很大的m2几乎不动。例如橡皮球与墙壁的碰撞。
e.当 时, , ,说明m1很大时速度几乎不变,而质量很小的m2获得的速度是原来运动物体速度的2倍,这是原来静止的钢球通过碰撞可以获得的最大速度,例如铅球碰乒乓球。
4.一般的碰撞类问题的分析
(1)判定系统动量是否守恒。
(2)判定物理情景是否可行,如追碰后,前球动量不能减小,后球动量在原方向上不能增加;追碰后,后球在原方向的速度不可能大于前球的速度。
(3)判定碰撞前后动能是否不增加。
(2018·安徽省滁州市定远县育才学校)两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动,A球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是
A.pA=6 kg·m/s,pB=6 kg·m/s
B.pA=3 kg·m/s,pB=9 kg·m/s
C.pA=–2 kg·m/s,pB=14 kg·m/s
D.pA=–5 kg·m/s,pB=15 kg·m/s
【参考答案】A